인더뉴스 제해영 기자ㅣ국립부경대학교(총장 배상훈)는 의공학전공 남승윤 교수 연구팀이 서울대학교병원 정은재 교수 연구팀과 공동으로 식도 재건을 위한 인공식도 제작용 차세대 융합 바이오 제조 기술을 개발했다고 10일 밝혔습니다.

 

식도 결손은 선천적 이상이나 종양·염증성 질환 등으로 발생할 수 있으며, 현재는 위나 대장의 일부를 이식해 식도를 재건하는 수술이 주로 사용되고 있습니다. 하지만 이러한 방식은 기계적 특성이 일치하지 않거나 염증, 연동운동 저하 등의 합병증이 발생할 수 있다는 한계가 있었습니다.

 

남승윤 교수 연구팀은 실제 식도와 유사한 생체 적합성과 기계적 안정성을 동시에 확보할 수 있는 복합 인공식도 스캐폴드(지지체)를 제작했습니다.

 

연구팀은 전기방사를 통해 탄성과 내구성이 높은 나노섬유를 제작한 뒤, 미세 구조 내에 천연 단백질인 실크피브로인을 광경화(DLP) 방식으로 패턴화해 구조적 강도와 친수성을 높였습니다.

 

이어 식도에서 유래한 탈세포화 세포외기질(ECM)을 정밀 압출 프린팅으로 적층해 식도 조직과 유사한 미세 환경을 구현했습니다. 이렇게 제작된 복합 인공식도 스캐폴드는 인장강도와 탄성률이 기존보다 향상돼 줄기세포 부착과 증식, 평활근 및 상피세포 재생 능력이 뚜렷하게 개선됐습니다.

 

 

연구팀은 이를 쥐 식도 결손 모델에 적용한 결과, 스캐폴드가 숙주 조직과 안정적으로 융합되며 염증 반응이 감소하고 신경·혈관 재생 및 연동운동 회복이 확인돼 실제 식도 기능 복원 가능성을 입증했다고 밝혔습니다.

 

이번 연구는 전기방사, 임베디드, 광가교, 압출기반 바이오프린팅 기술을 하나의 공정으로 통합해 생체조직의 구조적·기계적 특성을 정밀하게 구현할 수 있는 플랫폼을 제시했다는 점에서 주목받고 있습니다.

 

남 교수는 “이번 연구는 식도의 복잡한 구조와 물리적 특성을 동시에 재현한 첫 시도로, 단일 공정에서 기계적 강도와 친수성, 조직 재생을 정밀 제어할 수 있는 새로운 바이오 제조 전략을 제시한 것에 의의가 있다”고 설명했습니다.

 

 

연구 결과는 생체재료 분야 국제학술지 Materials Today Bio(IF 10.2, JCR 상위 7.2%) 온라인판에 게재됐습니다. 한편 이번 연구는 한국보건산업진흥원 보건의료기술 R&D 사업(HI22C1323)의 지원을 받아 수행됐으며, 서울대 의과대학·울산대 의과대학·가톨릭대 의과대학·인제대·ATEMs 구진 연구팀이 공동으로 참여했습니다.